图像处理与计算机视觉编程实战

1、某特定数码相机的图像传感器包含2016×3024个像素。该传感器的几何形状与传统35毫米相机（图像尺寸为24×36毫米）相同，只是小1.6倍。计算该数字传感器的分辨率（以每英寸点数dpi为单位）。

需先计算出传感器实际尺寸，
- 长为 24 ÷ 1.6 = 15 mm，
- 宽为 36 ÷ 1.6 = 22.5 mm；

再将毫米换算为英寸，
- 长 15 ÷ 25.4 ≈ 0.59 英寸，
- 宽 22.5 ÷ 25.4 ≈ 0.89 英寸；

最后计算分辨率，
- 水平分辨率为 2016 ÷ 0.59 ≈ 3417 dpi，
- 垂直分辨率为 3024 ÷ 0.89 ≈ 3400 dpi，

所以该数字传感器分辨率约为 3400 - 3417 dpi 。

2、确定存储一个大小为 4000×3000 像素的未压缩二值图像所需的字节数。

因为二值图像每个像素通常用 1 位（bit）编码，4000×3000 像素的图像总位数为 4000×3000×1 = 12000000 位。又因为 8 位等于 1 字节（Byte），所以所需字节数为 12000000÷8 = 1500000 字节。

3、计算使用每个颜色通道8位、10位、12位和14位来存储一个大小为640×480像素的未压缩RGB彩色图像所需的字节数。

每个颜色通道8位时：640×480×3×8÷8 = 921600字节；
每个颜色通道10位时：640×480×3×10÷8 = 1152000字节；
每个颜色通道12位时：640×480×3×12÷8 = 1382400字节；
每个颜色通道14位时：640×480×3×14÷8 = 1612800字节。

4、编写一个新的 ImageJ 插件，将 8 位灰度图像水平循环移动，直到恢复到原始状态。为了在每次移动后显示修改后的图像，需要一个对相应 ImagePlus 对象的引用（ImageProcessor 没有显示方法）。ImagePlus 对象只能在插件的 setup() 方法中访问，该方法会在 run() 方法之前自动调用。请实现这个插件。

以下是根据要求编写的 Java 代码示例：

import ij.ImagePlus;
import ij.plugin.filter.PlugInFilter;
import ij.process.ImageProcessor;

public class XY_Plugin implements PlugInFilter {
    ImagePlus im;

    public int setup(String args, ImagePlus im) {
        this.im = im;
        return DOES_8G;
    }

    public void run(ImageProcessor ip) {
        int width = ip.getWidth();
        for (int shift = 0; shift < width; shift++) {
            // 创建一个新的 ImageProcessor 用于存储移动后的图像
            ImageProcessor newIp = ip.duplicate();
            for (int y = 0; y < ip.getHeight(); y++) {
                for (int x = 0; x < width; x++) {
                    int newX = (x + shift) % width;
                    int pixel = ip.get(x, y);
                    newIp.set(newX, y, pixel);
                }
            }
            // 将移动后的图像复制回原始 ImageProcessor
            ip.insert(newIp, 0, 0);
            // 重新绘制图像
            im.updateAndDraw();
            try {
                // 可以调整延迟时间以控制动画速度
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

上述代码实现了将 8 位灰度图像水平循环移动，直到恢复到原始状态，并在每次移动后显示修改后的图像。

5、开发一个 ImageJ 插件，使用 Java 方法 Math.random() 或 Random.nextInt(int n) 创建一个像素值在 [0, 255] 范围内均匀分布的图像。分析该图像的直方图，以确